AGNALDO PEDRA
A INTERATIVIDADE NA APRENDIZAGEM: UMA PERSPECTIVA COGNITIVA UTILIZANDO CONTEÚDO MULTIMÍDIA
A INTERATIVIDADE NA APRENDIZAGEM: UMA PERSPECTIVA COGNITIVA UTILIZANDO CONTEÚDO MULTIMÍDIA
Tese apresentada à Escola de Administração de Empresas de São Paulo da Fundação Getulio Vargas, como requisito para obtenção do título de Doutor em Administração de Empresas.
Campo de conhecimento:
Administração, Análise e Tecnologia de Informação.
Orientador: Prof. Dr. Alberto Luiz Albertin
Pedra, Agnaldo.
A Interatividade na Aprendizagem: Uma Perspectiva Cognitiva Utilizando Conteúdo Multimídia / Agnaldo Pedra. - 2014.
124 f.
Orientador: Alberto Luiz Albertin
Tese (doutorado) - Escola de Administração de Empresas de São Paulo. 1. Sistemas multimidia. 2. Métodos de ensino. 3. Cognição. 4. Psicologia da aprendizagem. I. Albertin, Alberto Luiz. II. Tese (doutorado) - Escola de Administração de Empresas de São Paulo. III. Título.
A INTERATIVIDADE NA APRENDIZAGEM: UMA PERSPECTIVA COGNITIVA UTILIZANDO CONTEÚDO MULTIMÍDIA
Tese apresentada à Escola de Administração de Empresas de São Paulo da Fundação Getulio Vargas, como requisito para obtenção do título de Doutor em Administração de Empresas
Campo de conhecimento:
Administração, Análise e Tecnologia de Informação
Data de aprovação: 29/08/2014
Banca examinadora:
_________________________________ Prof. Dr. Alberto Luiz Albertin (Orientador) FGV-EAESP
_________________________________ Prof. Dr. Jaci Corrêa Leite
FGV-EAESP
_________________________________ Prof. Dr. André Luiz Silva Samartini FGV-EAESP
_________________________________ Prof. Dr. Alexandre Augusto Massote Centro Universitário da FEI
À minha esposa Vera Lucia Pacheco Pedra e ao meu filho Guilherme Pacheco Pedra pela paciência infinita.
Ao meu orientador Prof. Dr. Alberto Luiz Albertin, pelas “provocações” sempre divertidas na apresentação mas desafiadoras no conteúdo.
Ao Prof. Dr. Jaci Corrêa Leite e ao Prof. Dr. Jayr Figueiredo de Oliveira, pelas importantes contribuições na banca de qualificação desta tese.
Ao Prof. Dr. Alexandre Augusto Massote, por seu apoio e por tornar possível a realização do Experimento 1.
Ao Prof. Dr. Richard Mayer, por me receber na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e viabilizar a realização do Experimento 2.
Ao Prof. Dr. André Luiz Silva Samartini, pelas sugestões sobre a forma de apresentação dos resultados dos testes estatísticos realizados neste trabalho.
À CAPES pelo apoio financeiro através do Projeto Observatório de Educação ao longo de todo o curso.
computadores do tipo tablet, torna possível oferecer altos níveis de interatividade na apresentação de animações e, dessa forma, pesquisas são necessárias para avaliar o valor pedagógico de incorporar recursos sofisticados de interatividade em lições para dispositivos portáteis. Estudantes de Engenharia (no Experimento 1) e estudantes de nível superior de outras áreas (no Experimento 2) estudaram por 5 minutos uma animação mostrando, em um computador do tipo tablet, os seis passos de um procedimento de manutenção para um dispositivo mecânico chamado Tomada de Força. A animação envolveu um baixo nível de interatividade, no qual os estudantes eram capazes de reproduzir, pausar, avançar e voltar a animação por meio de botões acionados em tela sensível ao toque (touch screen); um alto nível de interatividade, no qual os estudantes podiam também tocar e deslizar um dedo na tela para rotacionar a animação ou ainda tocar a tela com dois dedos abrindo-os ou fechando-os para ampliar ou reduzir a animação; ou nenhuma interatividade (apenas no Experimento 2). De forma geral, em ambos os experimentos, os estudantes que utilizaram alto nível de interatividade reportaram maior interesse, mas não mostraram melhor aprendizagem, comparados aos grupos de baixa ou nenhuma interatividade. Entretanto, no Experimento 2, estudantes que se classificaram como alunos verbais demonstraram maior interesse e obtiveram pontuações mais altas de aprendizagem com alta interatividade, em vez de baixa ou nenhuma interatividade. Esse padrão, contudo, não foi encontrado entre os alunos visuais. Também no Experimento 2, os alunos verbais e os alunos com baixo nível de autorregulação de aprendizagem, que manifestaram alto nível de interesse, obtiveram pontuações mais altas de aprendizagem do que os alunos visuais e os alunos com alto nível de autorregulação de aprendizagem, que manifestaram baixo nível de interesse, respectivamente.
The migration of educational materials to hand-held devices such as tablet computers affords the possibility of offering high levels of interactivity in presenting animations so, research is needed to assess the pedagogic value of incorporating sophisticated interactivity features into lessons on hand-held devices. Engineering students (in Experiment 1) and non-engineering college students (in Experiment 2) spent 5 minutes studying an animation showing a 6-step maintenance procedure for a mechanical device called a Power Take-Off presented on an tablet computer The animation involved low levels of interactivity (i.e., pause and continue buttons on the touch screen), high levels of interactivity (i.e., rotation through dragging movements and zoom through pinching movements as well as pause and continue buttons), or no interactivity (in Experiment 2 only). Overall, across both experiments, students who received high interactivity reported higher interest but did not show better learning as compared to the low or no interactivity group. However, in Experiment 2, students who rated themselves as verbal learners produced higher interest ratings and higher learning scores for high interactivity rather than low or no interactivity, but this pattern was not found for visual learners. Also, in Experiment 2 verbal learners and low self-regulated learners who showed higher level of interest produced higher learning scores than visual learners and high self-regulated learners who showed lower level of interest, respectively.
FIGURAS
Figura 1: Representação Visual do Primeiro Estágio da TCC. ... 23
Figura 2: Representação Visual do Segundo Estágio da TCC. ... 24
Figura 3: Representação Visual do Terceiro Estágio da TCC. ... 25
Figura 4: Sobrecarga de Processamento Cognitivo Irrelevante. ... 32
Figura 5: Sobrecarga de Processamento Cognitivo Essencial. ... 33
Figura 6: Subutilização do Processamento Cognitivo Generativo. ... 34
Figura 7: Diferentes Gerações de Sistemas Interativos. ... 42
Figura 8: Remova a esfera e o pino de mola. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria. ... 52
Figura 9: Remova o plug NWD. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria. ... 52
Figura 10: Remova o eixo louco. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria. ... 52
Figura 11: Substitua o anel de vedação O-Ring. ... 53
Figura 12: Remova a montagem do conjunto de engrenagens de entrada. ... 53
Figura 13: Remova as arruelas e os rolamentos da engrenagem. ... 53
Figura 14: Exemplo de instrução para reproduzir, pausar, avançar e voltar a animação. ... 54
Figura 15: Exemplo de instrução para rotacionar a animação. ... 54
Figura 16: Exemplo de instrução para ampliar a animação. ... 55
Figura 17: Idade Média dos Participantes do Experimento 1. ... 59
Figura 18: Proporção de Homens e Mulheres do Experimento 1. ... 60
Figura 19: Idade Média dos Participantes do Experimento 2. ... 75
Figura 20: Proporção de Homens e Mulheres do Experimento 2. ... 76
ESQUEMAS Esquema 1: O Sistema de Memória. ... 20
Esquema 2: Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia. ... 28
Esquema 3: Teoria Cognitivo-Afetiva de Aprendizagem Multimídia. ... 30
Esquema 4: Motivação na Aprendizagem ... 35
Esquema 5: Modelo de Interação Cognitiva. ... 44
Esquema 9: Mapa da Revisão da Literatura. ... 69
QUADROS Quadro 1: Tipos de Memória Utilizados na Aprendizagem Multimídia. ... 21
Quadro 2: Algumas Definições. ... 27
Quadro 3: Os Cinco Processos Cognitivos da TCAM. ... 29
Quadro 4: Três Objetivos de um Projeto Instrucional. ... 31
Quadro 5: Princípios para Reduzir a Carga Cognitiva Irrelevante. ... 32
Quadro 6: Princípios para Gerenciar o Processamento Cognitivo Essencial. ... 33
Quadro 7: Princípios para Estimular o Processamento Cognitivo Generativo. ... 34
Quadro 8: As Quatro Fases de Desenvolvimento do Interesse. ... 38
Quadro 9: Componentes da Metacognição e da Aprendizagem Autorregulada... 41
Quadro 10: Tipos de Interatividade em Ambientes de Aprendizagem Multimídia. .... 43
Quadro 11: Resultados dos Testes de Hipóteses do Experimento 1. ... 64
Quadro 12: Três Facetas da Dimensão Visualizador-Verbalizador. ... 66
Quadro 13: Resultados dos Testes de Hipóteses do Experimento 2. ... 87
Quadro 14: Resultados dos Testes de Hipóteses dos Experimentos 1 e 2. ... 88
GRÁFICOS Gráfico 1: Médias das Pontuações de Interesse: Estilo de Aprendizagem versus Interatividade. ... 81
Gráfico 2: Médias das Pontuações de Interesse: Interatividade versus Estilo de Aprendizagem. ... 81
Gráfico 3: Médias das Pontuações de Aprendizagem: Estilo de Aprendizagem versus Interatividade. ... 83
Gráfico 4: Médias das Pontuações de Aprendizagem: Interatividade versus Estilo de Aprendizagem. ... 84
Baixa Interatividade e de Alta Interatividade – Experimento 1 ... 61 Tabela 2: Pontuação Média do Interesse e da Aprendizagem para os Grupos de Baixa Interatividade e de Alta Interatividade pelo Nível de Autorregulação de
Aprendizagem – Experimento 1 ... 62 Tabela 3: Pontuação Média da Aprendizagem para os Grupos de Baixo Interesse e de Alto Interesse pelo Nível de Autorregulação de Aprendizagem – Experimento 1 63 Tabela 4: Pontuação Média do Interesse e da Aprendizagem para os Grupos de Nenhuma Interatividade, Baixa Interatividade e de Alta Interatividade – Experimento 2 ... 77 Tabela 5: Pontuação Média do Interesse e da Aprendizagem para os Grupos de Nenhuma Interatividade, Baixa Interatividade e de Alta Interatividade pelo Nível de Autorregulação de Aprendizagem – Experimento 2 ... 78 Tabela 6: Pontuação Média do Interesse para os Grupos de Nenhuma Interatividade, Baixa Interatividade e de Alta Interatividade pelo Estilo de Aprendizagem Verbal e Visual – Experimento 2 ... 80 Tabela 7: Pontuação Média da Aprendizagem para os Grupos de Nenhuma
TCAM Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia
1. INTRODUÇÃO ... 15
1.1 Problema de Pesquisa e Justificativa ... 17
1.2 Objetivos (Geral e Específicos) ... 18
1.3 Estrutura do Estudo ... 18
2. REVISÃO DA LITERATURA – PARTE 1 ... 19
2.1 Aprendizagem ... 19
2.1.1 Teoria da Carga Cognitiva ... 21
2.1.2 Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimídia ... 26
2.1.3 Princípios da Aprendizagem Multimídia ... 31
2.2 Motivação e Interesse ... 35
2.3 Metacognição e Autorregulação ... 39
2.4 Interatividade ... 42
3. MÉTODO ... 49
4. EXPERIMENTO 1 ... 50
4.1 Participantes e Delineamento Experimental ... 50
4.2 Material de Apoio e Instrumentos ... 51
4.3 Procedimento ... 57
4.4 Resultados ... 58
4.4.1 Os grupos diferiram nas características demográficas básicas? ... 59
4.4.2 A interatividade afeta o interesse dos alunos? ... 60
4.4.3 A interatividade afeta a aprendizagem dos alunos? ... 61
4.4.4 Análises Complementares ... 61
5. REVISÃO DA LITERATURA – PARTE 2 ... 65
5.1 Estilos de Aprendizagem ... 65
6. EXPERIMENTO 2 ... 70
6.1 Participantes e Delineamento Experimental ... 70
6.2 Material de Apoio e Instrumentos ... 71
6.3 Procedimento ... 73
6.4 Resultados ... 74
6.4.4 Análises Complementares ... 77
7. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ... 88
8. CONCLUSÕES ... 92
9. LIMITAÇÕES E SUGESTÕES ... 96
REFERÊNCIAS ... 98
APÊNDICE A – Questionário de Estratégias Cognitivas e Metacognitivas ... 105
APÊNDICE B – Questionário de Interesse Situacional ... 106
APÊNDICE C – Formulário de Consentimento Informado ... 107
APÊNDICE D – Questionário de Participante ... 108
APÊNDICE E – Questionário de Estilo de Aprendizagem ... 109
APÊNDICE F – Teste de Correspondência ... 110
APÊNDICE G – Teste de Ordenamento ... 111
APÊNDICE H – Unidades de Ideias Principais ... 112
APÊNDICE I – Resultados dos Testes Estatísticos – Experimento 1 ... 113
1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento de novas tecnologias com recursos avançados de computação gráfica tem permitido que professores suplementem o modo verbal de instrução com modelos visuais, criando um modelo de aprendizagem multimídia (MAYER, 2005a). Estas tecnologias, no geral, e na aprendizagem multimídia em particular, exercem um papel cada vez mais importante na educação (SCHNOTZ e LOWE, 2003) e a sua disseminação tem levado ao desenvolvimento de conteúdos instrucionais altamente dinâmicos e interativos que podem ser facilmente acessados por vários alunos simultaneamente. Entretanto, os professores têm, com frequência, cometido o erro crítico de permitir que a tecnologia seja a geradora da experiência da aprendizagem, em vez de utilizar o crescente conhecimento dos processos cognitivos como guia para uma melhor utilização da tecnologia com fins educacionais (CHANDLER, 2004).
Mayer (2005a) define aprendizagem multimídia como a construção de representações mentais coerentes com base em palavras (textos narrados ou impressos) e imagens (ilustrações, fotos, animações ou vídeos). A ideia central da aprendizagem multimídia é a de que no processo de tentar criar conexões entre palavras e imagens, as pessoas são capazes de alcançar uma compreensão maior do que apenas com palavras ou imagens sozinhas (MAYER, 1999). Com base nesta ideia e utilizando a Teoria da Carga Cognitiva (TCC) de Chandler e Sweller (1991), ao considerar simultaneamente a estrutura das informações e a arquitetura cognitiva que permite aos alunos processá-las, Mayer (2003) elaborou a Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia (TCAM). Estas teorias têm como objetivo prever o que torna uma aprendizagem bem-sucedida e têm sido utilizadas como referências para a elaboração de diversos princípios que auxiliam o desenvolvimento de projetos instrucionais adequados (MAYER, 2005c; 2005d; MORENO e MAYER, 2010; PLASS, KALYUGA e BRÜNKEN, 2010; SWELLER, 2010).
as pesquisas sobre a aprendizagem e a instrução devem concentrar-se nos níveis semiótico e sensorial da multimídia, já que se torna cada vez mais evidente que, durante a aprendizagem multimídia, ocorrem interações complexas entre as representações externas, oferecidas por tecnologias educacionais cada vez mais sofisticadas, e as representações internas (mentais) construídas pelos alunos, para os quais as instruções são apresentadas por meio daquelas tecnologias. A efetividade potencial dos materiais educacionais multimídia é, portanto, suscetível de ser influenciada na extensão em que os seus projetos levem estas complexas interações em consideração (SCHNOTZ e LOWE, 2003).
A Teoria Cognitivo-Afetiva de Aprendizagem Multimídia (TCAAM) (MORENO, 2005) propõe uma expansão da TCAM, ao considerar a influência de características afetivas de uma mensagem instrucional, no nível de engajamento de um aluno em seus processos cognitivos durante a aprendizagem, observadas por meio dos construtos “motivação” e “metacognição”.
A motivação é abordada neste estudo na forma da percepção do interesse dos alunos, isto é, um estado psicológico que ocorre durante interações entre pessoas e seus objetos, eventos ou atividades de interesse e que é caracterizado pelo aumento da atenção, da concentração e do afeto (HIDI, 2006).
A metacognição refere-se ao conhecimento de alguém sobre os seus próprios fenômenos cognitivos (FLAVELL, 1979) e exerce um papel importante na aprendizagem multimídia, ao ajudar os alunos a se tornarem autorregulados, de forma que eles possam entender como aprendem e assumir a responsabilidade pelo monitoramento e controle da sua aprendizagem (MAYER, 2011).
Apesar destes dois construtos representarem fortes pressupostos sobre o sucesso na aprendizagem (PLASS, KALYUGA e LEUTNER, 2010), uma questão importante e pouco pesquisada está relacionada ao que motiva os alunos a se engajar nos processos cognitivos de selecionar, organizar e integrar informações que, segundo a TCAAM, são necessários para uma aprendizagem significativa (MAYER, 2014).
MAYER, 2007; RASCH e SCHNOTZ, 2009; SCHWAN e RIEMPP, 2004). Segundo Moreno e Mayer (2007), por exemplo, os ambientes de aprendizagem multimídia interativos representam um foro importante para pesquisas rigorosas que busquem melhorar como as pessoas aprendem. Dentro deste contexto, é importante mencionar também estudos que alertam para o papel da motivação e das atividades metacognitivas em ambientes de aprendizagem multimídia interativos (DOMAGK, SCHWARTZ e PLASS, 2010; KENNEDY, 2004), já que estes fatores não têm sido devidamente explorados, até o momento, pelas teorias cognitivas (MAYER, 2014). Além disso, a questão de como estruturar novas pesquisas relacionadas a recursos de interatividade é importante se algum consenso sobre a eficácia dos ambientes interativos deve ser alcançado (HÖFFLER e SCHWARTZ, 2011).
1.1 Problema de Pesquisa e Justificativa
Com base no que foi exposto, nota-se a importância de pesquisas que explorem os possíveis efeitos de incorporar recursos sofisticados de interatividade em conteúdos instrucionais multimídia sobre o interesse e a aprendizagem dos alunos. Dessa forma, a questão de pesquisa deste estudo é:
“Qual o efeito da interatividade sobre o interesse e a aprendizagem de alunos
que utilizam conteúdo instrucional multimídia?”
1.2 Objetivos (Geral e Específicos)
O objetivo deste estudo foi identificar e analisar os possíveis efeitos da interatividade sobre o interesse e a aprendizagem de alunos, com base em um conteúdo instrucional multimídia.
Para alcançar este objetivo geral, definiu-se como objetivos específicos:
Identificar, por meio de busca na literatura, as possíveis relações entre interatividade, interesse, autorregulação, e aprendizagem.
Definir hipóteses e delinear experimentos para testá-las.
Identificar meios para mensurar os níveis de interesse, autorregulação e aprendizagem dos participantes dos experimentos.
Realizar análises estatísticas pertinentes aos delineamentos experimentais adotados no estudo.
1.3 Estrutura do Estudo
Além da introdução, este estudo está organizado nas seções apresentadas a seguir.
A seção 2 apresenta a primeira parte da revisão da literatura e propõe as primeiras hipóteses.
A seção 3 aborda os aspectos metodológicos empregados.
A seção 4 apresenta uma descrição detalhada do Experimento 1.
A seção 5 apresenta a segunda parte da revisão da literatura e propõe duas novas hipóteses.
A seção 6 apresenta uma descrição detalhada do Experimento 2.
A seção 7 discute os resultados obtidos e apresenta contribuições teóricas e práticas.
2. REVISÃO DA LITERATURA – PARTE 1
Esta seção trata da Aprendizagem, na perspectiva cognitiva, apresenta a Teoria da Carga Cognitiva, um dos pilares da Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia discutida em seguida, e como ambas são utilizadas na elaboração de princípios para o desenvolvimento de conteúdos instrucionais. Na sequência, apresenta-se a influência da motivação, na forma de interesse percebido, e da metacognição, por meio do nível de autorregulação de aprendizagem, na aprendizagem multimídia.
2.1 Aprendizagem
Teóricos discordam sobre o que é aprendizagem e a forma como ela ocorre tem sido objeto de estudos de psicólogos, antropólogos, linguistas, neurofisiologistas e filósofos, entre outros. A complexidade do tema, a aparente diferença entre os diversos tipos de aprendizagem e as várias formas de abordagem deste fenômeno levaram ao desenvolvimento de diversas perspectivas teóricas ao longo do tempo (PHILLIPS e SOLTIS, 2009).
No início do século XX, foram realizadas as primeiras tentativas sistemáticas para estudar a mente humana por métodos científicos. Nesta época, emergiu a perspectiva behaviorista para explicar a aprendizagem. A teoria da aprendizagem behaviorista empregou uma abordagem baseada em conexões entre estímulos e respostas que procurava aumentar a ocorrência de certos comportamentos. Esta perspectiva tornava muito difícil o estudo de fenômenos importantes que ocorrem durante o processo de aprendizagem como a compreensão, o raciocínio e o pensamento (BRANSFORD, BROWN e COCKING, 2000).
Uma orientação teórica diferente surgiu com o advento das teorias de aprendizagem cognitiva, cujos princípios se baseiam na forma como os alunos obtêm, processam e utilizam as informações. Estas teorias consideram os processos mentais dos alunos como o principal fator para explicar a aprendizagem (RICHEY, KLEIN e TRACEY, 2011).
atividades, codificam as informações que serão aprendidas e as relacionam com o conhecimento na memória e as recuperam quando necessário (SCHUNK, 2012). Sua principal influência veio do clássico ensaio de Miller (1956), que não apenas reuniu uma grande quantidade de dados, até então dispersos, mas também indicou as limitações genuínas das capacidades humanas de processamento de informação, sinalizando uma mudança no sentido de explorar a natureza e a estrutura de um mecanismo central de processamento cognitivo (GARDNER, 1985).
Em um estudo posterior, Atkinson & Shiffrin (1968) apresentaram um modelo teórico para explicar o funcionamento da memória humana, dividindo-a em três componentes, conforme ilustrado no Esquema 1, descritos a seguir:
A memória sensorial permite que imagens e textos impressos sejam armazenados por um período muito breve de tempo na memória sensorial visual e que palavras faladas e outros sons sejam armazenados por um período muito breve de tempo na memória sensorial auditiva.
A memória de trabalho exerce um papel central na aprendizagem, já que é utilizada para armazenar e manipular temporariamente o conhecimento em um estado de consciência ativa.
A memória de longo prazo representa o depósito de conhecimento e, ao contrário da memória de trabalho, é capaz de armazenar grandes quantidades de conhecimento por longos períodos de tempo. Segundo Sweller (2005, p.20), a aprendizagem ocorre quando há uma alteração na memória de longo prazo, ou seja, se nada for alterado na memória de longo prazo, nada terá sido aprendido.
Esquema 1: O Sistema de Memória.
Fonte: Adaptado de Richey, Klein e Tracey, 2011, p.57. Memória
Sensorial (visual e auditiva)
Memória de Trabalho
O Quadro 1 apresenta as características destes três tipos de memória.
Tipo de Memória Formato Duração Capacidade
Memória Sensorial Sensorial Muito Curta Grande
Memória de Trabalho Organizada Curta Pequena
Memória de Longo Prazo Organizada Longa Grande
Quadro 1: Tipos de Memória Utilizados na Aprendizagem Multimídia.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2011, p.36.
2.1.1 Teoria da Carga Cognitiva
A Teoria da Carga Cognitiva (TCC) (CHANDLER e SWELLER, 1991) leva em consideração estas limitações de processamento e busca explicar os efeitos dos projetos instrucionais sobre dois construtos da Psicologia:
a carga cognitiva, apresentada como a diferença entre as demandas cognitivas exigidas por uma tarefa e a capacidade de um aluno em atendê-las, levando-se em consideração apenas o seu conhecimento já existente; e
a aprendizagem.
As três categorias de cargas cognitivas estão relacionadas à memória de trabalho e são sintetizadas por Sweller (2010) da seguinte forma:
A Carga Cognitiva Irrelevante também depende da interatividade entre os elementos de informação, mas, ao contrário da anterior, nesta categoria os elementos estão totalmente sob o controle instrucional, que poderá, por exemplo, substituir múltiplas informações redundantes por uma única.
A Carga Cognitiva Relevante é aquela obtida pela liberação de uma parte da memória de trabalho, com a redução da carga cognitiva irrelevante quando se utiliza um material instrucional adequado. O seu objetivo é utilizar a memória liberada para construir esquemas, isto é, múltiplos elementos de informação tratados como elementos únicos, de acordo com a maneira que serão utilizados.
Em sua revisão sobre o desenvolvimento da TCC, Moreno e Park (2010) descrevem os três estágios, caracterizados pelos tipos de carga cognitiva envolvidos.
No primeiro estágio, conhecido como Carga Cognitiva Irrelevante, e representado na Figura 1, a TCC focou a relação entre os tipos de processos cognitivos, suscitados por diferentes métodos de solução de problemas, e a aquisição de esquemas, isto é, a representação do conhecimento, pelos alunos, como redes de fatos e conceitos conectados que proporcionam uma estrutura para fazer sentido de novas informações.
É importante notar que algumas das suposições neste estágio foram muito influenciadas por avanços teóricos e empíricos da psicologia cognitiva, entre os quais, a de que a arquitetura cognitiva humana é caracterizada por uma memória de trabalho muito limitada e uma memória de longo prazo muito grande. Sweller (1994), por exemplo, assume que a função da aprendizagem é armazenar esquemas automatizados na memória de longo prazo, de forma que a carga sobre a memória de trabalho possa ser reduzida durante a solução de um problema.
Figura 1: Representação Visual do Primeiro Estágio da TCC.
Fonte: Adaptado de Moreno e Park, 2010, p.15.
O segundo estágio da TCC, representado na Figura 2, deixou de focar apenas na carga cognitiva irrelevante, aquela que pode ser gerada com base no desenvolvimento de projetos instrucionais, e foi caracterizado pela adição da Carga Cognitiva Intrínseca que
“pode ser estimada ao se contar o número de elementos (de informação) que devem
ser considerados simultaneamente para aprender um procedimento específico”
(SWELLER e CHANDLER, 1994).
De acordo com a TCC, a carga cognitiva intrínseca depende:
1. do número de elementos de informação que podem ser processados simultaneamente na memória de trabalho em qualquer atividade de aprendizagem; e
2. do conhecimento prévio dos alunos, pois aqueles na condição de novatos deverão processar uma quantidade maior de interações entre elementos de informação do que os especialistas que já terão diversas interações de elementos integradas em um número reduzido de esquemas.
A partir deste momento, a TCC desenvolveu duas suposições novas: Capacidade
Total da Memória de
Trabalho
Carga Irrelevante = Carga Cognitiva Total Capacidade
Livre
Aquisição de Esquemas e Atividades de Automação
Outras Atividades
A primeira é a de que a carga cognitiva irrelevante é a única que pode ser reduzida com base em um bom projeto instrucional, ao passo que a carga cognitiva intrínseca somente pode ser trabalhada ajudando-se os alunos a desenvolver esquemas cognitivos que incorporem os elementos de interação.
A segunda é a de que a extensão na qual a carga irrelevante pode ser reduzida depende do nível já existente de carga intrínseca, ou seja, se o nível de carga intrínseca for baixo, então uma carga irrelevante alta não impedirá a aprendizagem dos alunos, porque estes poderão processar o pouco material de interação, ao passo que, se a carga intrínseca for elevada, a adição de uma carga irrelevante resultará em uma carga total que excederá os recursos cognitivos (SWELLER, 1994; SWELLER e CHANDLER, 1994).
Neste estágio, a TCC passou a preocupar-se com a aprendizagem de tarefas complexas em que os alunos deveriam processar grandes quantidades de elementos de informação simultaneamente.
Figura 2: Representação Visual do Segundo Estágio da TCC.
Fonte: Adaptado de Moreno e Park, 2010, p.17. Capacidade
Total da Memória de
Trabalho
Carga Cognitiva Total Capacidade
Livre
Carga Irrelevante (redutível pelo
projeto instrucional)
Carga Intrínseca (irredutível pelo
Recentemente, a TCC sofreu revisões que culminaram com o terceiro estágio, representado na Figura 3, e que ficou caracterizado pela introdução de um novo tipo de carga cognitiva: a Carga Cognitiva Relevante. A característica da carga cognitiva relevante é que ela, ao contrário das anteriores, tem uma relação positiva com a aprendizagem porque é o resultado dos recursos cognitivos aplicados à aquisição de esquemas e às atividades de automação, ao invés de outras atividades mentais.
Dentro deste contexto, a redução de carga cognitiva irrelevante para aumentar a capacidade cognitiva disponível somente implicará uma melhoria da aprendizagem a partir do momento em que esta capacidade cognitiva aumentada for direcionada para as atividades relevantes visando a aquisição de esquemas.
Figura 3: Representação Visual do Terceiro Estágio da TCC.
Fonte: Adaptado de Moreno e Park, 2010, p.18.
Neste estágio, a TCC foi revisada de forma a integrar os três tipos de carga cognitiva que, conforme Paas, Renkl e Sweller (2003) têm uma relação assimétrica entre si e são aditivas no sentido de que o total de sua carga conjunta não pode exceder os recursos disponíveis da memória de trabalho para que a aprendizagem ocorra.
Capacidade Total da Memória de
Trabalho Carga Cognitiva Total
Capacidade Livre
Carga Irrelevante (redutível pelo projeto instrucional)
Carga Intrínseca (irredutível pelo
É importante destacar que a TCC continua sendo objeto de estudos, inspirando diversos trabalhos empíricos e estimulando questionamentos diversos como, por exemplo, sobre a natureza irredutível da carga cognitiva intrínseca (representada pelo sinal de interrogação na Figura 3).
2.1.2 Teoria Cognitiva da Aprendizagem Multimídia
As pessoas aprendem melhor com base em palavras e imagens combinadas do que com palavras sozinhas. Mayer (1999) refere-se a este epítome como o princípio multimídia e é ele que justifica, na visão do autor, o estudo sobre a aprendizagem multimídia.
Schnotz e Lowe (2003) referem-se ao termo “multimídia” como a combinação de múltiplos recursos técnicos com o propósito de apresentar informações representadas em múltiplos formatos por meio de múltiplas modalidades sensoriais. Dessa forma, os recursos multimídia podem ser considerados em três níveis diferentes: o nível técnico, representado pelos dispositivos que transportam os sinais (ex: computadores, redes, monitores, etc.); o nível semiótico, que se refere ao formato de representação daqueles sinais (ex: textos, imagens e sons) e o nível sensorial, que se refere à modalidade sensorial de recepção do sinal (ex: visual ou auditiva).
Quadro 2: Algumas Definições.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2005a, p.2 e 2009, p.10
Nota-se que a instrução multimídia envolve a apresentação de palavras e imagens por intermédio de dois ou mais dispositivos de mídia, adotando um modo de apresentação que acionará as modalidades sensoriais correspondentes, a fim de promover a aprendizagem. Esta aprendizagem poderá ser observada nos alunos pela sua capacidade de lembrar (ex: escrever tudo o que pode lembrar de uma apresentação recém-estudada) ou de compreender (ex: listar alguns modos para melhorar a confiabilidade de um dispositivo sobre o qual acabou de ler).
A simples adição de imagens a textos, entretanto, não implica uma melhoria da aprendizagem, mas, ao desenvolver-se conteúdos multimídia que levem em consideração como a mente humana funciona, aumenta-se a probabilidade de sucesso. Dessa forma, o conhecimento das estruturas cognitivas do ser humano e do modo pelo qual estas estruturas são organizadas devem orientar os esforços de bons projetos instrucionais (SWELLER, 2005).
Termo Definição Multimídia Refere-se à apresentação de palavras (impressas ou
narradas) e de imagens (ilustrações, fotos, animações ou vídeos).
Instrução Multimídia Refere-se à apresentação de palavras e imagens com o objetivo de promover a aprendizagem.
Mídia Instrucional Refere-se ao dispositivo utilizado para apresentar uma instrução (ex: livros, computadores, etc.). Em uma apresentação multimídia, utilizam-se pelo menos dois dispositivos (ex: tela de computador e alto-falante, projetor e voz de um professor).
Modo de Apresentação Refere-se ao formato empregado para apresentar a instrução como palavras e imagens. (ex: texto e animação exibidos na tela de um computador; textos e ilustrações impressos).
O Esquema 2 apresenta a Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia (TCAM) proposta por Mayer (2005b) para representar o sistema humano de processamento de informações.
A TCAM se apoia em três suposições: a do canal duplo, a da capacidade limitada e a do processamento ativo, descritas a seguir.
Suposição do Canal Duplo
A suposição do canal duplo, consistente com o trabalho de Paivio (1986), é a de que o sistema humano para processamento de informações inclui dois canais: um para os processos visuais e outro para os processos auditivos/verbais. Por exemplo, animações são processadas pelo canal visual e palavras faladas (ex: narrações) são processadas pelo canal auditivo/verbal. Embora uma informação entre por um canal do sistema de informação humano, esta pode ser convertida para o outro canal como ocorre quando uma narração descrevendo um evento é inicialmente processada pelo canal auditivo, porque é apresentada aos ouvidos, e posteriormente transformada em uma imagem mental correspondente, que será processada pelo canal visual.
Esquema 2: Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia.
Suposição da Capacidade Limitada
Esta suposição é a de que os seres humanos têm uma capacidade limitada de processamento em cada um dos canais já apresentados. Trata-se de um conceito trabalhado há anos na psicologia e que tem exemplos recentes como o de Baddeley (1992) sobre a memória de trabalho e o de Chandler e Sweller (1991) sobre a Teoria da Carga Cognitiva, já apresentados.
Suposição do Processamento Ativo
A terceira suposição é a de que a aprendizagem ativa implica a realização de um conjunto coordenado de processos cognitivos durante a aprendizagem como, por exemplo, prestar atenção, organizar as informações recebidas e integrar as informações recebidas com os conhecimentos prévios por meio dos quais os alunos constroem uma representação mental coerente das suas experiências (WITTROCK, 1989). Em resumo, na suposição do processamento ativo, os seres humanos são processadores ativos que buscam criar sentido com base nas apresentações multimídia. Os processos cognitivos da TCAM (selecionar, organizar e integrar), descritos no Quadro 3, geralmente não ocorrem em uma ordem linear rígida, mas, ao contrário, de um modo interativo (MAYER, 2003).
Processo Descrição
Seleção de palavras O aluno presta atenção às palavras relevantes no conteúdo multimídia para criar sons na memória de trabalho.
Seleção de imagens O aluno presta atenção às imagens relevantes no conteúdo multimídia para criar imagens na memória de trabalho.
Organização de palavras
O aluno constrói conexões entre as palavras selecionadas para criar um modelo verbal coerente na memória de trabalho.
Organização de imagens
O aluno constrói conexões entre as imagens selecionadas para criar um modelo visual coerente na memória de trabalho.
Integração O aluno constrói conexões entre o modelo verbal e o modelo visual e destes com o conhecimento prévio.
Quadro 3: Os Cinco Processos Cognitivos da TCAM.
Com a evolução dos estudos sobre aprendizagem multimídia, Moreno (2005) apresentou uma proposta de expansão da TCAM ao acrescentar, às três suposições originalmente apresentadas por Mayer (2005b), dois fatores que atuam como mediadores na aprendizagem: o fator motivacional, que pode aumentar ou diminuir o engajamento cognitivo, e o fator metacognitivo, por regular o processamento cognitivo (MORENO e MAYER, 2007). A Teoria Cognitiva-Afetiva de Aprendizagem Multimídia (TCAAM), como ficou conhecida, é ilustrada pelo Esquema 3.
Pelo que foi exposto, percebe-se que a Teoria Cognitiva de Aprendizagem Multimídia e a Teoria da Carga Cognitiva estão relacionadas entre si e têm o objetivo de auxiliar o desenvolvimento de materiais instrucionais adequados conforme resumido no Quadro 4.
Esquema 3: Teoria Cognitivo-Afetiva de Aprendizagem Multimídia.
Quadro 4: Três Objetivos de um Projeto Instrucional.
Fonte: Adaptado de Mayer e Moreno, 2010, p.134.
2.1.3 Princípios da Aprendizagem Multimídia
Com base no objetivo de auxiliar o desenvolvimento de materiais instrucionais adequados, alguns princípios foram sugeridos e verificados empiricamente, tanto para reduzir o processamento cognitivo irrelevante (MAYER e MORENO, 2010; MAYER, 2005c; 2008) e gerenciar o processamento cognitivo essencial (MAYER e MORENO, 2010; MAYER, 2005d; 2008) como também para estimular o processamento cognitivo generativo (MAYER, 2005e; 2008; MORENO e MAYER, 2010). Estes princípios são apresentados a seguir.
Princípios para Reduzir o Processamento Cognitivo Irrelevante
Uma vez que a quantidade de capacidade cognitiva é limitada, quando os alunos se envolverem com grandes quantidades de processamento cognitivo irrelevante, eles poderão ter uma capacidade restante insuficiente para os processamentos cognitivos essencial e generativo, conforme ilustrado na Figura 4, necessários para uma aprendizagem significativa (MAYER e MORENO, 2010).
TCAM TCC Descrição do Processamento
Cognitivo
Reduzir o processamento cognitivo irrelevante.
Reduzir a carga cognitiva irrelevante.
Processamento cognitivo que não contribui para aprender o material essencial.
Gerenciar o processamento cognitivo essencial.
Gerenciar a carga cognitiva intrínseca.
Processamento cognitivo destinado a representar mentalmente o material essencial.
Estimular o processamento cognitivo generativo.
Estimular a carga cognitiva relevante.
Processamento cognitivo destinado a organizar mentalmente a
O Quadro 5 apresenta cinco possibilidades para reduzir o processamento cognitivo irrelevante.
Quadro 5: Princípios para Reduzir a Carga Cognitiva Irrelevante.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2008, p.37.
Princípio Descrição
Coerência As pessoas aprendem melhor quando os elementos irrelevantes de uma animação ou narração são excluídos.
Sinalização As pessoas aprendem melhor quando informações são adicionadas para destacar a organização de uma animação ou narração.
Redundância As pessoas aprendem melhor de uma animação e narração do que de uma animação, narração e texto na tela.
Proximidade Espacial
As pessoas aprendem melhor quando os elementos correspondentes de uma animação e texto na tela são apresentados próximos, em vez de distantes um do outro na tela.
Proximidade Temporal
As pessoas aprendem melhor quando a animação e narração correspondentes são apresentadas simultaneamente, em vez de sucessivamente.
Processamento Irrelevante
Processamento Essencial
Processamento Generativo
Capacidade Cognitiva Disponível:
Necessário:
Figura 4: Sobrecarga de Processamento Cognitivo Irrelevante.
Princípios para Gerenciar o Processamento Cognitivo Essencial
Quando o material irrelevante é removido de uma apresentação multimídia, o aluno não precisa desperdiçar a sua preciosa capacidade cognitiva no processamento cognitivo irrelevante. Dessa forma, ele utilizará a sua capacidade cognitiva para o processamento cognitivo essencial, ou seja, a representação mental do material essencial, e o processamento cognitivo generativo por meio do qual ele organizará este material essencial e o integrará com o seu conhecimento prévio. Entretanto, em algumas situações – como quando o material é complexo, desconhecido ou apresentado com rapidez, por exemplo –, é gerada uma demanda de processamento cognitivo essencial que pode exceder a capacidade cognitiva do aluno, conforme ilustrado na Figura 5, causando então uma sobrecarga do processamento essencial (MAYER e MORENO, 2010).
Figura 5: Sobrecarga de Processamento Cognitivo Essencial.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2011, p.64.
O Quadro 6 apresenta três possibilidades para gerenciar o processamento cognitivo essencial.
Quadro 6: Princípios para Gerenciar o Processamento Cognitivo Essencial.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2008, p.37.
Princípio Descrição
Segmentação As pessoas aprendem melhor quando uma animação narrada é apresentada em segmentos cujo ritmo elas podem controlar (ex: pausas) do que quando ela é contínua.
Pré-treinamento As pessoas aprendem melhor de uma animação narrada quando elas tiverem tido treinamento sobre os nomes e características dos conceitos principais.
Modalidade As pessoas aprendem melhor de animação e narração do que de animação e texto na tela.
Processamento Essencial
Processamento Generativo
Capacidade Cognitiva Disponível:
Princípios para Estimular o Processamento Cognitivo Generativo
Mesmo quando um ambiente de aprendizagem é cuidadosamente projetado para excluir material desnecessário e reduzir a complexidade do material a ser aprendido, os alunos podem falhar em aprender o conteúdo, a menos que a instrução inclua métodos que busquem engajá-los para investir um esforço mental na construção do conhecimento (MORENO e MAYER, 2010). Neste cenário, o aluno carece de motivação para processar o material com mais profundidade, a fim de utilizar sua capacidade cognitiva disponível no processamento generativo conforme ilustrado na Figura 6 (MAYER, 2011).
Figura 6: Subutilização do Processamento Cognitivo Generativo.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2011, p.65.
O Quadro 7 apresenta duas possibilidades para estimular o processamento cognitivo generativo.
Princípio Descrição
Personalização As pessoas aprendem melhor quando a narração é em estilo de conversação do que em estilo formal.
Voz As pessoas aprendem melhor quando a narração é falada na voz humana natural do que de uma voz de máquina.
Quadro 7: Princípios para Estimular o Processamento Cognitivo Generativo.
Fonte: Adaptado de Mayer, 2008, p.37. Processamento
Essencial
Processamento Generativo
Capacidade Cognitiva Disponível:
Esquema 4: Motivação na Aprendizagem
Fonte: Adaptado de Rheinberg, Vollmeyer e Rollett, 2000, p.505.
2.2 Motivação e Interesse
Um importante, mas ainda pouco explorado aspecto das teorias cognitivas está relacionado ao papel da motivação na aprendizagem multimídia, ou seja, o estado interno que inicia, mantém e energiza o esforço do aluno para se engajar no processo de aprendizagem (MAYER, 2014).
Motivação é o processo de estimular e manter um comportamento direcionado a um objetivo. Esta é uma definição cognitiva porque postula que os alunos estabelecem objetivos e empregam processos cognitivos (ex: planejamento, monitoramento) e comportamentos (ex: persistência, esforço) para alcançá-los (SCHUNK, 2012).
O comportamento motivacional tem a sua origem nas características individuais, ou traços motivacionais, dos alunos (caixa 1) e nas características das atividades a serem executadas (caixa 2). A interação entre estas características influencia a definição de objetivos, expectativas e os incentivos percebidos pelos alunos (caixa 3) e estes determinam a intensidade e a qualidade da motivação para a aprendizagem (caixa 4), ou seja, o tipo de esforço que será empregado. Este esforço é caracterizado pelas variáveis mediadoras da influência que a motivação pode ter ou não na aprendizagem (caixa 5). De particular importância neste ponto é o estado motivacional, que se refere à intensidade e à qualidade da motivação e que pode ser medido repetidamente durante o processo de aprendizagem agindo como uma variável mediadora da motivação inicial sobre o resultado final da aprendizagem (caixa 6). Este resultado, por sua vez, terá os eventuais efeitos da motivação percebidos de formas diferentes de acordo com os tipos de testes de avaliação empregados (ex: questões qualitativas versus questões quantitativas). Entre as diversas variáveis motivacionais que influenciam a aprendizagem, Hidi (2006) destaca o interesse definido como um estado psicológico que ocorre durante interações entre pessoas e seus objetos, eventos ou atividades de interesse e que é caracterizado pelo aumento da atenção, da concentração e do afeto. Em uma fase mais adiantada de desenvolvimento, o interesse é também uma predisposição relativamente duradoura dos indivíduos em se reengajar com conteúdos específicos tais como objetos, eventos e ideias (HIDI e RENNINGER, 2006). Os dois tipos de interesse que têm sido objetos de pesquisas acadêmicas são o interesse situacional e o interesse individual (KRAPP, HIDI e RENNINGER, 1992).
O interesse individual é específico sobre um tema, é caracterizado pela predisposição relativamente duradoura em prestar atenção a certos objetos, estímulos e eventos e de se engajar em certas atividades (HIDI, S., 2001) e pode ser subdividido em interesse latente (uma característica intrínseca do indivíduo que guia o engajamento cognitivo) e interesse ativo (um estado motivacional que determina o estilo de engajamento de um indivíduo em uma atividade) (SCHRAW e LEHMAN, 2001). Se, por exemplo, uma pessoa folheia uma revista e reconhece a relevância de um artigo sobre um tema sobre o qual está tentando entender há algum tempo e sente uma onda de emoção, ela tem um interesse individual por aquele tema (HIDI e RENNINGER, 2006).
Hidi e Renninger (2006) consideram que o interesse se desenvolve em quatro fases sequenciais e distintas, que representam uma forma de desenvolvimento cumulativo e progressivo nos casos em que o interesse é suportado e sustentado pelos esforços de outros ou em razão dos desafios ou oportunidades que uma pessoa vê em uma tarefa. O Quadro 8 descreve as quatro fases de desenvolvimento do interesse.
O Quadro 8 pode ser resumido da seguinte forma:
Cada fase do Modelo de Quatro Fases de Desenvolvimento do Interesse é caracterizada pelo afeto
e cada fase também inclui alguma forma de conhecimento ou processamento cognitivo, embora
estes componentes sejam mais pronunciados em fases mais avançadas do interesse. Assim que a
primeira fase do interesse situacional desencadeado seja suscitada, ela pode durar curtos ou longos
períodos de tempo e pode proporcionar uma base para o indivíduo começar a formar uma conexão
com o conteúdo. Na segunda fase de interesse, o interesse situacional mantido, o indivíduo é
tipicamente suportado pelo ambiente (outros, tarefas, etc.) para continuar a desenvolver uma base
para se conectar ao conteúdo e encontrar modos de relacionar esta informação a outras
informações disponíveis. Nesta fase, o interesse é sustentado, o indivíduo está também começando
a desenvolver um valor para o conteúdo. Na terceira fase de interesse individual emergente, o
indivíduo começa a procurar por um engajamento repetitivo com o conteúdo, continua a se
reengajar com o conteúdo com ou sem suporte externo explícito e consolida o conhecimento
relativo. Ele ou ela começa a fazer perguntas de curiosidade, um processo que leva a uma atividade
autorregulada, a uma acumulação de mais informações e a uma maior valorização. Na quarta fase
de interesse individual bem desenvolvido, o indivíduo continua a procurar oportunidades repetidas
para reengajamento. Perguntas de curiosidade, autorregulação, valorização e a habilidade de
atenuar frustações e sustentar o pensamento criativo guiam este reengajamento (HIDI e
Quadro 8: As Quatro Fases de Desenvolvimento do Interesse.
Fonte: Adaptado de Hidi e Ainley, 2012, p.88.
2.3 Metacognição e Autorregulação
O termo metacognição refere-se ao conhecimento e à cognição de uma pessoa sobre os seus empreendimentos cognitivos (FLAVELL, 1979) e tem três componentes gerais amplamente investigados no meio acadêmico: o conhecimento metacognitivo, que se refere ao conhecimento declarativo sobre a cognição, ou seja, aquele que pode ser enunciado, comunicado ou discutido (por exemplo, saber como melhorar a aprendizagem: ”as pessoas aprendem melhor com base em palavras e imagens combinadas do que com palavras sozinhas”); o monitoramento metacognitivo, que se refere à avaliação do progresso contínuo ou do estado atual de uma atividade cognitiva específica (ex: avaliar quão bem uma leitura está sendo compreendida) e o controle metacognitivo, que se refere ao ato de regular uma atividade cognitiva, como decidir parar, continuar ou mesmo mudar esta atividade (ex: decidir gastar mais tempo para responder uma questão sem importância) (DUNLOSKY e METCALFE, 2008).
Segundo Mayer (2011), a metacognição refere-se à consciência e ao controle de alguém sobre o seu processamento cognitivo, exercendo um papel central na aprendizagem ao auxiliar o aluno na sua autorregulação pela consciência metacognitiva (saber quais estratégias de aprendizagem são mais adequadas para ele) e do controle metacognitivo (quando é apropriado utilizar estas estratégias durante a aprendizagem).
Para Winne e Perry (2000) o termo “autorregulado” está associado às formas de aprendizagem, que são:
1) guiadas metacognitivamente, ou seja, os alunos têm consciência de suas forças e fraquezas acadêmicas, dos recursos cognitivos que eles podem aplicar para atender as demandas de tarefas específicas e do conhecimento sobre como regular o engajamento nas tarefas, de forma a otimizar os processos e os resultados da aprendizagem;
3) estratégicas, pela forma com que os alunos abordam problemas desafiadores escolhendo, em um repertório de táticas, aquelas que eles acreditam ser as mais adequadas para a situação.
Pesquisas sobre os processos empregados pelos alunos para ativar e manter as suas condutas comportamentais e as suas atividades cognitivas e afetivas revelaram que aqueles com melhor autorregulação:
definem melhores objetivos de aprendizagem;
implementam estratégias de aprendizagem mais efetivas;
monitoram e avaliam melhor o progresso dos seus objetivos;
estabelecem um ambiente para a aprendizagem mais produtivo;
procuram ajuda mais frequentemente quando necessário;
esforçam-se e persistem mais;
ajustam melhor suas estratégias; e
definem novos objetivos mais efetivos quando os atuais são concluídos (ZIMMERMAN e SCHUNK, 2012).
Quadro 9: Componentes da Metacognição e da Aprendizagem Autorregulada.
Fonte: Adaptado de Pintrich, Wolters e Baxter, 2000, p.47.
I. CONHECIMENTO METACOGNITIVO
A. Conhecimento da cognição e de estratégias cognitivas – refere-se às avaliações de
um aluno sobre o seu pensamento, que podem ser classificadas em três
subcategorias de conhecimento:
1. Conhecimento declarativo sobre quais tipos de estratégias cognitivas estão
disponíveis para a aprendizagem (ex: memorização, resumo, leitura, etc.)
2. Conhecimento processual de como utilizar efetivamente as estratégias
cognitivas escolhidas.
3. Conhecimento condicional de quando e por que utilizar diferentes estratégias
cognitivas.
B. Conhecimento de tarefas e contextos e como eles podem influenciar a cognição.
C. Autoconhecimento – conhecimento comparativo, do aluno, de suas forças e fraquezas intraindividuais (ex: saber que é melhor do que um amigo na execução de
um determinado tipo de tarefa).
II. MONITORAMENTO E JULGAMENTOS METACOGNITIVOS
A. Julgamentos de dificuldade da tarefa ou de facilidade de aprendizagem – fazer uma
avaliação de quão fácil ou difícil será a realização de uma tarefa.
B. Monitoramento da aprendizagem e da compreensão ou julgamentos de
aprendizagem – monitorar a compreensão da aprendizagem.
C. Sensação de conhecimento – ter a experiência ou a “consciência” de saber alguma
coisa, mas ser incapaz de se lembrar completamente.
D. Julgamentos de Confiança – fazer um julgamento da correção e adequação da
resposta.
III. AUTORREGULAÇÃO E CONTROLE
A. Atividades de Planejamento – definir objetivos para aprendizagem, uso do tempo e
performance.
B. Seleção e uso de estratégia – tomar decisões sobre quais estratégias utilizar para
uma tarefa ou quando mudar estratégias enquanto executar uma tarefa.
C. Alocação de Recursos – controlar e regular o uso do tempo, esforço, ritmo de
aprendizagem e performance.
2.4 Interatividade
Desde a introdução do computador como ferramenta educacional, a interatividade tem sido anunciada por muitos como o recurso mais promissor desta tecnologia na educação (DOMAGK, SCHWARTZ e PLASS, 2010).
As rápidas mudanças tecnológicas e a migração de um grande poder computacional de computadores desktop para artefatos e tecnologias de propostas genéricas, com o foco na portabilidade, alteraram o perfil do usuário predominante bem como as suas expectativas e, como consequência, aspectos relacionados ao fator humano como interface e usabilidade tornaram-se conceitos-chave nos estudos sobre a interatividade humano-computador (BULLINGER, ZIEGLER e BAUER, 2002; SHACKEL, 2009).
O efeito da interatividade sobre conteúdos instrucionais multimídia tem gerado um interesse crescente, ao permitir que os alunos possam interagir com o material instrucional (BETRANCOURT, 2005).
Na literatura sobre conteúdos instrucionais baseados em computador, o termo “interatividade” é frequentemente utilizado para descrever a maleabilidade de representações únicas (ex: definir o ritmo de uma animação ou os parâmetros de uma simulação) enquanto o termo “controle do usuário” está associado à possibilidade de alterar múltiplas representações, isto é, sequenciamento das unidades de informação, seleção de conteúdo a ser apresentado, controle sobre a forma de representação da informação (verbal ou visual) e ritmo da animação, por exemplo. Apesar destas diferenças conotativas, os dois termos – interatividade e controle do usuário – podem ser utilizados de forma intercambiável, já que interatividade, por definição, implica que o indivíduo tem controle sobre a exibição da informação (SCHEITER e GERJETS, 2007).
Para um ambiente de aprendizagem multimídia interativo, Moreno e Mayer (2007) apresentam cinco tipos comuns de interatividade descritos no Quadro 10.
Quadro 10: Tipos de Interatividade em Ambientes de Aprendizagem Multimídia.
Fonte: Adaptado de Moreno e Mayer, 2007, p.311.
Tipo Descrição Exemplo
Diálogo O aluno recebe questões e perguntas ou
feedback do seu input.
Aluno procura ajuda de um agente na tela, clica em um hyperlink e obtém informações adicionais.
Controle O aluno determina o ritmo e/ou a ordem da apresentação.
Aluno utiliza comandos como pausar, executar ou avançar, por exemplo, enquanto está assistindo a uma animação narrada.
Manipulação O aluno ajusta parâmetros para uma simulação, aumenta, diminui ou desloca objetos na tela.
Aluno ajusta parâmetros em um jogo de simulação e executa a simulação para ver o que acontece.
Busca O aluno encontra um novo conteúdo por meio de um critério de busca, recebe opções e seleciona uma delas.
Aluno procura por informações em uma busca na Internet.
Navegação O aluno muda-se para novas áreas de conteúdo ao escolher entre diversas fontes de busca.
No âmbito da aquisição do conhecimento e do desenvolvimento de habilidades cognitivas, Sims (1997) considera que a interação é intrínseca para que a prática instrucional efetiva e a descoberta individual sejam bem-sucedidas. Renkl e Atkinson (2007) definem a interatividade, no contexto da aprendizagem auxiliada por computador, como um processo no qual as ações executadas pelos alunos e os seus ambientes de aprendizagem são mutuamente dependentes entre si. Por sua vez, Kennedy (2004) destaca que não são as ações em si que estimulam a aprendizagem, mas os processos cognitivos suscitados pela interatividade e sugere uma reconfiguração do conceito de interatividade na aprendizagem multimídia, ao propor o Modelo de Interação Cognitiva, ilustrado no Esquema 5.
Esquema 5: Modelo de Interação Cognitiva.
De acordo com o Modelo de Interação Cognitiva, a interatividade funcional ocorre pela relação bidirecional entre os eventos instrucionais, que se referem às tarefas específicas de um conteúdo instrucional multimídia apresentadas ou executadas pelos alunos com a proposta de aprendizagem, e os processos comportamentais dos alunos que podem ser representados de várias formas, como, por exemplo, as ações de pausar, avançar ou retornar a uma animação.
A interatividade cognitiva propõe que a relação entre os eventos instrucionais e os processos cognitivos dos alunos é mediada pelos processos comportamentais. Estes processos cognitivos são caracterizados pelas estratégias cognitivas (processos mentais internos, operações e procedimentos por meio dos quais os alunos coletam, integram, organizam e retêm novas informações) e pelas estratégias metacognitivas, isto é, os processos específicos pelos quais os alunos avaliam e monitoram os seus próprios pensamentos e estruturas de conhecimento.
De acordo com o Modelo de Interação Cognitiva, é possível alcançar como benefício a promoção da motivação intrínseca, pelo maior engajamento dos alunos, que se transforma em interesse situacional (HIDI e RENNINGER, 2006) com a interação dinâmica e contínua entre eventos instrucionais, processos comportamentais e processos cognitivos, o que leva à primeira hipótese deste estudo:
H1: Um maior nível de interatividade aumenta o interesse dos alunos.
Do ponto de vista da aprendizagem, deve-se considerar que os ambientes de aprendizagem interativos respondem dinamicamente às ações dos alunos e espera-se que estes ambientes estimulem processos cognitivos e resultem em uma construção ativa de novos conhecimentos (SCHIEFELE, 2009). Neste contexto, Kennedy (2004) sugere que os processos cognitivos empregados pelos alunos, em ambientes de aprendizagem interativos, têm impacto na qualidade da aprendizagem e, dessa forma, a seguinte hipótese é proposta:
H2: Um maior nível de interatividade melhora a aprendizagem dos alunos.
retroalimentar o ciclo, influenciando as atividades comportamentais e cognitivas dos alunos e, dessa forma, propõe o Modelo Integrado de Interatividade Multimídia, ilustrado no Esquema 6.
Esquema 6: Modelo Integrado de Interatividade Multimídia.
Fonte: Adaptado de Domagk et al., 2010, p.1026.
Este modelo consiste de seis componentes principais:
ambiente de aprendizagem, que inclui o projeto instrucional e as possibilidades de interatividade oferecidas pelo sistema de aprendizagem;
atividades comportamentais, que correspondem às ações físicas dos alunos para interagir com o sistema de aprendizagem;
atividades cognitivas e metacognitivas, que são as operações mentais, procedimentos e processos executados pelos alunos, a fim de selecionar, organizar e integrar novas informações em estruturas de conhecimento coerentes;
variáveis do aluno, tais como conhecimento prévio, traços afetivos como autoeficácia e ansiedade; e
modelo mental, termo empregado pelos autores para se referir às estruturas de conhecimento já existentes e à aprendizagem adquirida ao final de uma lição.
Outras duas diferenças importantes deste modelo, comparado ao Modelo de Interação Cognitiva, são: (1) a influência das características individuais dos alunos sobre todos os componentes do modelo e (2) a adição de uma ligação unidirecional entre o ambiente de aprendizagem e as atividades cognitivas e metacognitivas para reconhecer que o sistema de aprendizagem pode engajar os alunos em processos cognitivos antes ou mesmo na ausência de qualquer resposta comportamental ao sistema, ou seja, as possibilidades de interação do sistema podem iniciar um processo cognitivo antes de uma ação por parte do aluno.
Em comum, os dois modelos apresentados reconhecem o papel das atividades metacognitivas, já que a autorregulação da aprendizagem pode contribuir para aumentar o interesse, o engajamento continuado (HIDI e AINLEY, 2012) e melhorar a aprendizagem (PLASS, KALYUGA e LEUTNER, 2010). Para Betrancourt (2005) e Scheiter (2014), por exemplo, a adição de controles de alto nível de interatividade sobre uma animação deve ser empregada levando-se em consideração as diferenças cognitivas individuais dos alunos, isto é, quando se pode assumir que os alunos têm as capacidades para monitorar os recursos cognitivos que eles devem alocar em cada fase da animação, a fim de que a informação apresentada seja mais bem compreendida.
Dessa forma, como complemento às hipóteses H1 e H2, este estudo pretende analisar o efeito da autorregulação da aprendizagem sobre o interesse e a aprendizagem, em ambientes de aprendizagem multimídia interativos, propondo as seguintes hipóteses:
H4: Um maior nível de interatividade melhora a aprendizagem de alunos com alto nível de autorregulação de aprendizagem quando comparados com alunos com baixo nível de autorregulação de aprendizagem.
As hipóteses propostas até aqui estão ilustradas no Esquema 7.
Esquema 7: Representação das Hipóteses H1 a H4.
3. MÉTODO
Este estudo segue a concepção filosófica pós-positivista que defende a necessidade de identificar e avaliar as causas que influenciam os resultados, mas desafia a noção tradicional da verdade absoluta do conhecimento, ao reconhecer que não podemos ser “positivos” sobre nossas declarações de conhecimento quando estudamos o comportamento e as ações de seres humanos (CRESWELL, 2010), ou seja, admite que, por mais fervorosamente que um cientista adira ao método científico, os resultados de uma pesquisa não são totalmente objetivos nem inquestionavelmente certos (CROTTY, 1998).
Com base em uma abordagem quantitativa com finalidade explanatória, uma vez que pretende entender um fenômeno descobrindo e mensurando relações causais entre variáveis (COLLINS e HUSSEY, 2005), este estudo adotou, como estratégia de investigação, a realização de experimentos verdadeiros (CAMPBELL e STANLEY, 1963), isto é, aqueles nos quais pelo menos uma variável é manipulada e as unidades de teste são atribuídas aleatoriamente a diferentes grupos experimentais (PEDHAZUR e SCHMELKIN, 1991). Os experimentos verdadeiros são especialmente efetivos para estabelecer relações de causa e efeito (SHAUGHNESSY, ZECHMEISTER e ZECHMEISTER, 2012) e, segundo Mayer (2011), representam a forma mais poderosa para determinar se uma manipulação no método instrucional pode causar uma mudança no conhecimento dos alunos.
4. EXPERIMENTO 1
O objetivo principal do Experimento 1 foi determinar se lições com alta interatividade sobre dispositivos mecânicos geram resultados de aprendizagem melhores e índices mais elevados de interesse do que lições com baixa interatividade para estudantes de engenharia e, em particular, examinar se a adição de recursos de interatividade tem diferentes efeitos para estudantes com baixa autorregulação de aprendizagem quando comparados àqueles com alta autorregulação de aprendizagem.
4.1 Participantes e Delineamento Experimental
Participaram deste experimento 80 estudantes (50 homens e 30 mulheres) do sexto ano do curso noturno de Engenharia de Produção do Centro Universitário da FEI em São Bernardo do Campo, SP. A idade média foi de 23,91 anos e desvio padrão (DP) de 2,37.
O estudo foi baseado em um delineamento fatorial entre sujeitos do tipo 2 × 2, tendo interatividade como primeiro fator (baixa e alta) e autorregulação de aprendizagem como segundo fator (baixa e alta).
4.2 Material de Apoio e Instrumentos
O material de apoio consistiu de duas versões de uma animação multimídia 3D com duração de 1 minuto e 26 segundos, descrevendo seis passos da manutenção e reparo de um dispositivo mecânico chamado Tomada de Força:
(1) Remova a esfera e o pino de mola. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria.
(2) Remova o plug NWD. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria.
(3) Remova o eixo louco. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria.
(4) Substitua o anel de vedação O-Ring.
(5) Remova a montagem do conjunto de engrenagens de entrada.
(6) Remova as arruelas e os rolamentos da engrenagem.
Figura 9: Remova o plug NWD. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria.
Fonte: Elaboração própria.
Figura 8: Remova a esfera e o pino de mola. Inspecione e substitua em caso de desgaste ou avaria.
Fonte: Elaboração própria.
Figura 11: Substitua o anel de vedação O-Ring.
Fonte: Elaboração própria.
Figura 12: Remova a montagem do conjunto de engrenagens de entrada.
Fonte: Elaboração própria.
Figura 13: Remova as arruelas e os rolamentos da engrenagem.
A animação da lição foi criada com o software Autodesk Inventor Publisher 2013 e, em seguida, publicada em dois formatos de arquivo para utilização em tablets iPad®: o formato MP4, no qual os estudantes eram capazes de reproduzir, pausar, avançar e voltar à animação por meio de botões acionados por touch screen (lição de baixa interatividade), conforme ilustrado na Figura 14, e o formato IPM (Inventor Publisher Mobile), desenvolvido pela Autodesk Inc., no qual os estudantes podiam também tocar e deslizar um dedo na tela para rotacionar a animação 3D ou tocar a tela com dois dedos, abrindo-os ou fechando-os para ampliar ou reduzir a animação (lição de alta interatividade), conforme ilustrado nas Figuras 15 e 16.
Figura 14: Exemplo de instrução para reproduzir, pausar, avançar e voltar a
O material impresso consistiu de um Questionário de Estratégias Cognitivas e Metacognitivas, um Questionário de Interesse Situacional e um Teste de Aprendizagem.
O Questionário de Estratégias Cognitivas e Metacognitivas consistiu de uma única folha de papel (Apêndice A) em que se solicitava aos participantes que informassem idade e gênero e colocassem uma marca em uma escala Likert de sete pontos, variando de “discordo totalmente” (1) até “concordo totalmente” (7), para cada uma das dez declarações adaptadas da seção “Autorregulação Metacognitiva” (α de Cronbach = 0,79) do Questionário de Estratégias Motivadas para a Aprendizagem ou Motivated Strategies for Learning Questionaire – MSLQ (PINTRICH et al., 1991), tais como:
“Se o material de um curso é difícil de entender, eu mudo o modo de ler o material”.
“Antes de estudar todo o material de um novo curso, eu o analiso superficialmente para ver como ele está organizado”.
“Eu tento mudar o modo como estudo para me adaptar às exigências do curso e ao estilo de ensino do professor”.
Figura 16: Exemplo de instrução para ampliar a animação.
